吸氣式高超聲速飛行器內(nèi)外流中激波和邊界層之間的相互作用突出,由于空間的約束和上下游流動的耦合作用,形成多種復(fù)雜、嚴(yán)酷的脈動壓力環(huán)境,與簡單外流相比更具挑戰(zhàn)性。為適應(yīng)長時間巡航,合理的飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計要求充分認(rèn)識內(nèi)外流中各類激波/邊界層干擾以及激波串結(jié)構(gòu)等帶來的脈動壓力特征,明晰其中的非定常流動機(jī)理,并發(fā)展脈動壓力載荷的快速預(yù)測方法作為新型飛行器研制的重要支撐。為此,本文首先總結(jié)分析了典型激波/湍流邊界層干擾中的脈動壓力來源和脈動壓力載荷特征,建立了有一定代表性的脈動載荷工程預(yù)測方法;然后,在激波風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)平臺上,考察了進(jìn)氣道/隔離段中幾種復(fù)雜干擾流場的脈動壓力特性,討論了干擾強(qiáng)度、幾何構(gòu)型以及上下游條件對流動特性的影響,分析了對脈動壓力產(chǎn)生顯著影響的振蕩機(jī)制。工程預(yù)測方法以其快速、高效的優(yōu)點(diǎn)成為脈動壓力環(huán)境預(yù)測的重要手段。以典型二維和三維激波/湍流邊界層干擾分離流為對象,總結(jié)分析了干擾流中由邊界層湍流、分離流、激波振蕩等引起的脈動壓力環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,以時均流場為輸入?yún)?shù),進(jìn)行流動區(qū)域劃分,對各區(qū)域分別預(yù)測和組合集成,形成了干擾區(qū)內(nèi)脈動壓力分布的工程預(yù)測方法。這一方法較好地預(yù)測了壓縮拐角、... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 內(nèi)外流脈動壓力環(huán)境
        1.2.2 典型激波/湍流邊界層干擾
        1.2.3 唇口激波/肩部干擾
        1.2.4 激波串振蕩
        1.2.5 脈動壓力載荷預(yù)測方法
    1.3 本文工作
第2章 實(shí)驗(yàn)及數(shù)值方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1.1 KDJB330激波風(fēng)洞
        2.1.2 數(shù)據(jù)處理
        2.1.3 圖像處理
    2.2 數(shù)值模擬方法
        2.2.1 驗(yàn)證算例
    2.3 本章小結(jié)
第3章 激波/邊界層干擾脈動壓力工程預(yù)測
    3.1 典型二維斜激波/邊界層干擾脈動壓力預(yù)測
        3.1.1 分區(qū)預(yù)測策略
        3.1.2 邊界層、分離流湍流脈動壓力預(yù)測
        3.1.3 低頻激波振蕩脈動壓力預(yù)測
        3.1.4 預(yù)測流程
        3.1.5 預(yù)測結(jié)果分析
    3.2 典型三維激波/湍流邊界層脈動壓力預(yù)測
        3.2.1 時均結(jié)構(gòu)和脈動特性
        3.2.2 三維干擾工程預(yù)測驗(yàn)證
    3.3 內(nèi)流激波/湍流邊界層脈動壓力預(yù)測
    3.4 本章小結(jié)
第4章 通流狀態(tài)下進(jìn)氣道脈動壓力環(huán)境
    4.1 高超聲速壓縮拐角脈動特性
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        4.1.2 時均和脈動壓力特性
        4.1.3 工程預(yù)測與實(shí)驗(yàn)對比
    4.2 二元進(jìn)氣道唇口激波/肩部干擾脈動特性
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        4.2.2 肩部倒圓影響
        4.2.3 唇口入射位置影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 反壓作用下進(jìn)氣道隔離段激波串振蕩特性
    5.1 激波串受迫振蕩脈動壓力工程預(yù)測
    5.2 反壓作用下帶抽吸進(jìn)氣道隔離段激波串實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        5.2.2 無反壓流場和背景波系
        5.2.3 低反壓大幅度振蕩
        5.2.4 高反壓小幅度振蕩
        5.2.5 不起動喘振
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 工程預(yù)測程序界面
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國外高超聲速巡航導(dǎo)彈的發(fā)展情況綜述[J]. 葉喜發(fā),張歐亞,李新其,代海峰.  飛航導(dǎo)彈. 2019(02)
[2]美俄高超聲速飛行器發(fā)展近況[J]. 范月華,高振勛,蔣崇文.  飛航導(dǎo)彈. 2018(11)
[3]高超聲速進(jìn)氣道/隔離段內(nèi)流特性研究進(jìn)展[J]. 黃河峽,譚慧俊,莊逸,盛發(fā)家,孫姝.  推進(jìn)技術(shù). 2018(10)
[4]彎曲擴(kuò)張段內(nèi)激波串自激振蕩特性[J]. 汪昆,謝旅榮,劉雨.  推進(jìn)技術(shù). 2018(09)
[5]高超聲速飛行器關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展分析[J]. 趙鵬飛,董長虹.  飛航導(dǎo)彈. 2017(10)
[6]一種改進(jìn)的跨聲速旋成體壁面脈動壓力經(jīng)驗(yàn)預(yù)測公式[J]. 趙瑞,榮吉利,任方,李躍軍,袁武.  宇航學(xué)報. 2016(10)
[7]帶凹腔鈍頭體第IV類激波干擾特性研究[J]. 肖豐收,李祝飛,朱雨建,楊基明.  推進(jìn)技術(shù). 2016(01)
[8]隔離段激波串流場特征的試驗(yàn)研究進(jìn)展[J]. 易仕和,陳植.  物理學(xué)報. 2015(19)
[9]高超聲速進(jìn)氣道不起動問題的研究進(jìn)展[J]. 譚慧俊,卜煥先,張啟帆,饒彩燕.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[10]Ma5斜激波串動態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 田旭昂,王成鵬,程克明.  推進(jìn)技術(shù). 2014(08)

博士論文
[1]具有激波、分離和湍流的可壓縮復(fù)雜流動數(shù)值研究[D]. 王德鑫.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]高超聲速進(jìn)氣道起動特性機(jī)理研究[D]. 李祝飛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]斜激波串非定常流動特性研究[D]. 倪詩旸.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]再入體表面脈動壓力環(huán)境的分析與預(yù)測[D]. 張志成.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002



本文編號：3638993